Προγραμματισμός και αξιολόγηση μεθόδων υπο-σύνολης συνταύτισης εικόνων (Semi-global matching) - Κάρκαλου, Έλλη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας. Εργαστήριο Φωτογραμμετρίας, 2015)
Σε αυτή την διπλωματική εργασία προγραμματίστηκαν και αξιολογήθηκαν ορισμένες μέθοδοι υπο-σύνολης συνταύτισης στερεοζεύγους εικόνων, η οποία συνιστά υποκατηγορία της αυτόματης πυκνής ψηφιακής συνταύτισης. Από την εφαρμογή των μεθόδων αυτών προέκυψαν χάρτες ψηφιακής παράλλαξης και, βάσει αυτών, η ανακατασκευή 3D μοντέλων. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν αφορούσαν διαφορετικές συναρτήσεις υπολογισμού του κόστους συνταύτισης, όπως οι Απόλυτες Διαφορές και ο Μετασχηματισμός Census αλλά και διαφορετικές συναρτήσεις υπολογισμού για την ποινή P2, μιας από τις κύριες παραμέτρους της υπο-σύνολης συνταύτισης που χρησιμοποιείται στο στάδιο βελτιστοποίησης της παράλλαξης. Αρχικά έγινε βελτιστοποίηση των παραμέτρων κάθε μεθόδου, με την δοκιμή διαφόρων τιμών σε 21 ζεύγη εικόνων από διαδικτυακή πλατφόρμα αξιολόγησης (Middlebury College). Στην συνέχεια, και με τη χρήση των βέλτιστων τιμών, οι μέθοδοι εφαρμόστηκαν στα ίδια ζεύγη αλλά όταν αυτά έχουν ληφθεί με διαφορετική έκθεση ή συνθήκες φωτισμού. Για την συγκριτική αξιολόγηση των μεθόδων χρησιμοποιήθηκαν οι διαθέσιμοι αληθείς χάρτες παράλλαξης. Εξετάστηκε, επίσης, μια ακόμη μέθοδος υπο-σύνολης συνταύτισης εικόνων από την βιβλιοθήκη ανοικτού κώδικα OpenCV. Έγινε και σε αυτήν βελτιστοποίηση παραμέτρων της με βάση τα ίδια ζεύγη εικόνων και έπειτα εφαρμογή της στα στερεοζεύγη με ραδιομετρικές διαφορές. Διενεργήθηκε σύγκριση μεταξύ των αποτελεσμάτων της και των αληθών χαρτών παράλλαξης άρα, έμμεσα, και με τα αποτελέσματα που είχαν προκύψει από τις υπόλοιπες μεθόδους. Εν συνεχεία, για τρεις από τις μεθόδους που εξετάστηκαν δημιουργήθηκαν 3D μοντέλα από 4 ζεύγη εικόνων με βάση τους παραχθέντες χάρτες παράλλαξης. Έγινε σύγκριση των μοντέλων με τα αντίστοιχα από τους αληθείς χάρτες παράλλαξης. Ακόμη, επιχειρήθηκε βελτίωση των ανακατασκευών της καλύτερης μεθόδου με την εφαρμογή τεχνικών βελτίωσης στους χάρτες παράλλαξης που είχαν παραχθεί. Οι τεχνικές που δοκιμάστηκαν ήταν: έλεγχος αμφίδρομης συμβατότητας, υποψηφιδική παρεμβολή, φίλτρο μεσαίας τιμής και εφαρμογή της διαθέσιμης μάσκας αποκρύψεων. Τέλος, έγινε ανακατασκευή 3D μοντέλου για τα σημεία που πέρασαν τον έλεγχο αμφίδρομης συμβατότητας στις περιοχές χωρίς αποκρύψεις και πραγματοποιήθηκε για κάθε ζεύγος εικόνων η τελική σύγκριση με το αληθές 3D μοντέλο. Η εργασία ολοκληρώνεται με τα τελικά συμπεράσματα και ορισμένες προτάσεις για πιθανά θέματα μελλοντικής έρευνας. Για την υλοποίηση των παραπάνω διαδικασιών συντάχθηκαν κώδικες στο προγραμματιστικό περιβάλλον του Matlab και, δευτερευόντως, στην γλώσσα προγραμματισμού C++ με χρήση της βιβλιοθήκης OpenCV.